Questão 13
ENEM 2016
(ENEM - 2016)
A minimização do tempo e custo de uma reação química, bem como o aumento na sua taxa de conversão, caracteriza a eficiência de um processo químico. Como consequência, produtos podem chegar ao consumidor mais baratos. Um dos parâmetros que mede a eficiência de uma reação química é o seu rendimento molar (R, em %), definido como:
Em que n corresponde ao número de mols. O metanol pode ser obtido pela reação entre brometo de metila e hidróxido de sódio, conforme a equação química:
CH3Br + NaOH CH3OH + NaBr
As massas molares (em g mol) desses alimentos são: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Br = 80.
O rendimento molar da reação, em que 32 g de metanol foram obtidos a partir de 142,5 g de brometo de metila e 80 g de hidróxido de sódio, é mais próximo de a
Gabarito:
67%.
Resolução:
► Reação química balanceada
CH3Br + NaOH → CH3OH + NaBr
► Proporção em massa da reação
As massas molares são: CH3Br = 95g/mol ; NaOH = 40g/mol ; CH3OH = 32g/mol ; NaBr = 103g/mol. Então a proporção em massa da reação é:
95g de CH3Br : 40 g de NaOH : 32g de CH3OH : 103g de NaBr.
► Identificação do reagente em excesso
A questão informa que foram adicionados 80g de NaOH e 142,5g de CH3Br, então é preciso calcular - segundo a proporção - quanto reage de cada um dos reagente. A proporção informa que 40g de NaOH reagem com 95g de CH3Br, então a massa que reage com 80g de NaOH é:
95g de CH3Br ---- 40g de NaOH
x ---------------------- 80g de NaOH
x = 190g de CH3Br
Como na reação foram adicionados apenas 142,5g de CH3Br, significa que ele está limitando a reação e o NaOH está em excesso.
► Massa obtida considerando 100% de rendimento
Todos os cálculos devem ser feitos com o reagente limitante, então é necessário calcular a massa obtida de CH3OH a partir de 142,5g de CH3Br. Para fazer esse cálculo, utilizamos a proporção estequiométrica:
95g de CH3Br ---------- 32g de CH3OH
142,5g de CH3Br ------ y
y = 48g de CH3OH
► Rendimento
Com 100% de rendimento, deveria ser obtido 48g de CH3OH, então o rendimento que equivale a 32g é:
48g de CH3OH ------- 100%
32g de CH3OH -------- R
R = 66,7%